Modificação de uma câmara de combustão de um recuperador de calor a lenha com vista à melhoria do rendimento e redução de emissões

Abstract

The main objective of the work presented is the development of a combustion chamber of a wood-burning stove, whose main intention is to increase its energy effiency using the requirements established by the EN 16510-1:2020 standard, which were analysed regarding the test procedures for heat exchangers for local heating. The wood stove insert that I designed was submitted to tests in Solzaima’s internal laboratory for an analysis of its performance and its emissions.In addition to improving energy efficiency, it is necessary to respect the parameters established by EcoDesign regulations to calculate the emissions produced during combustion and analysed by specific equipment, for CO, NOX, OGC and particles, at the smoke outlet. Besides that, the prototype was also submitted to laboratory tests to analyse and verify its thermal power.In order to carry out this work, some heat exchangers that are already present in the competitive market and fulfilling the requirements demanded by EcoDesign were studied. Some Solzaima’s models were also a reference for the realization of this project.The initial configuration of the prototype hardly presents the same characteristics of the final configuration. Throughout the process, there are several restructurings until the prototype reaches the desired final characteristics and complies with the stipulated regulations. These changes had the main impact on the supply of air to the combustion, that is, air leaks were detected during the laboratory tests that conditioned the supply of air to the chamber.In summary, the assumptions initially proposed were successfully met, with the equipment yield reaching 80%, and the emissions were below the limits required by the standard.

O principal objetivo deste trabalho é desenvolver uma câmara de combustão de um recuperador de calor a lenha, cuja principal intenção é aumentar a sua eficiência energética de acordo com os requisitos estabelecidos pela norma EN 16510-1:2020, que foram analisados quanto aos procedimentos de teste para recuperadores de calor de aquecimento local. O protótipo foi submetido a testes no laboratório interno da Solzaima, de modo a analisar a sua eficiência energética e as suas emissões.Para além de aumentar a eficiência energética, é necessário respeitar os parâmetros estabelecidos pelo EcoDesign para calcular as emissões produzidas durante a combustão e analisadas por equipamentos específicos, para o CO, o NOx, COG e partículas, na saída de fumos. O protótipo, também, foi submetido a testes laboratoriais para analisar e verificar a sua potência térmica.Para a realização deste trabalho foram estudados alguns recuperadores de calor que se encontram já presentes no mercado e que cumprem os requisitos exigidos pelo EcoDesign. Alguns modelos da Solzaima também foram referência para a concretização deste projeto.A configuração inicial do protótipo dificilmente apresenta as mesmas características da configuração final. Ao longo do processo existem várias reestruturações até ao protótipo atingir as características finais desejadas e cumprir com a normativa estipulada. Estas alterações tiveram principal impacto no fornecimento de ar à combustão, ou seja, foram detetadas fugas de ar durante os ensaios laboratoriais que condicionaram o fornecimento de ar à câmara.Em suma, os pressupostos inicialmente propostos foram atingidos com sucesso, sendo que o rendimento do equipamento atingiu os 80%, e as emissões ficaram abaixo dos limites exigidos pela norma.